Paleoenvironmental evolution of the Guercif basin (south Rifain corridor, northern morocco). Implications for the Messinian salinity crisis

Bull. Soc. géol. Fr., 2003, t. 174, n o 2, pp. 177-185 Séance spécialisée : Paléobiodiversité, crise et paléoenvironnements Paris, 11-13 décembre 2001 L évolution paléoenvironnementale du bassin de Guercif (corridor sud-rifain, Maroc septentrional) et son implication dans la crise de salinité messinienne DRISS DAYJA 1 et GÉRARD BIGNOT 1 Mots clés. Foraminifères, Biostratigraphie, Paléoenvironnements, Néogène supérieur, Bassin de Guercif, Corridor sud-rifain, Maroc, Crise de salinité. Résumé. L étude biostratigraphique et paléoenvironnementale, fondée sur les foraminifères planctoniques et benthiques des sédiments traversés par le forage MSD1 implanté dans le bassin de Guercif, a permis de suivre l évolution de ce bassin-clé au cours du Néogène supérieur. La succession des foraminifères planctoniques révèle 4 événements biostratigraphiques, qui conduisent tout d abord à fixer, dans le forage, la limite tortonien-messinien vers 798 m de profondeur, puis à dater et placer les sédiments du bassin de Guercif dans le cadre biostratigraphique établi pour les terrains méditerranéens et extra-méditerranéens. Dans le forage étudié, la diversité des foraminifères benthiques est importante : 111 espèces appartenant à 55 genres ont été déterminées. Elles se répartissent en 3 associations, chacune caractéristique d un paléoenvironnement distinct. Leur bathymétrie estimée est chiffrée. Les particularités des masses d eaux qui les recouvrent sont également prises en compte. Après les premiers dépôts transgressifs du Tortonien supérieur, la sédimentation se poursuit en milieux bathyaux (de ~400 à ~800 m) avec un épisode, entre ~7,5 et ~7,3 Ma, de dysoxie et de stratification des masses des eaux. Vers la fin du Tortonien et au début du Messinien, la profondeur du bassin décroît rapidement, et l on passe des milieux bathyaux à des milieux circalittoraux (de ~100 à ~200 m) puis infralittoraux (0 à ~30 m). La série se termine par des dépôts conglomératiques, dépourvus de foraminifères, qui se sont mis en place dans un environnement continental. C est alors que cessent définitivement les communications entre l Atlantique et la Méditerranée par le biais du Corridor sud-rifain, ce qui contribue à l installation des conditions qui mèneront à la crise de salinité de la Méditerranée. Paleoenvironmental evolution of the Guercif basin (south Rifain corridor, northern morocco). Implications for the Messinian salinity crisis Key words. Foraminifera, Biostratigraphy, Paleoenvironments, Stratification of the water column, Upper Neogene, Guercif basin, South Rifain Corridor, Morocco, Salinity crisis. Abstract. Foraminiferal biostratigraphic and paleoenvironmental results from the MDS1 borehole of the Guercif basin reveal the detailed history of its paleogeographic evolution during the late Neogene. Four biostratigraphic events are recognised based on the study of planktonic foraminifera. In addition to the placement of the Tortonian-Messinian boundary at 798 m depth, they also allow correlation of the MSD1 borehole with other late Miocene sections in the Mediterranean area. The diversity of benthic foraminifera is significant in the studied borehole. 111 species assigned to 55 genera, were identified. Three successive assemblages of benthic foraminifera were recognised, each one conveying a different paleoenvironmental information. They thus recorded a number of fundamental changes in the environmental and water mass characteristics of the Guercif basin. Following the oldest upper Tortonian transgressive marine deposits found at the bottom of the borehole, marls accumulated at lower epibathyal to upper mesobathyal depths (~400 to ~800 m). They recorded sea-floor dysoxia and associated stratification of the water column for the time interval between ~7.5 and ~7.3 Ma. During the latest Tortonian-early Messinian the basin experienced a rapid shallowing, first from the previously bathyal environments to deep neritic (~100 to ~200 m), and to shallow neritic afterwards (0 to ~30 m). The total absence of any foraminifera in the conglomerates situated at the top of the study borehole suggests that these sediments were deposited in subaerial environments. At this time the connection between the Atlantic Ocean and the Mediterranean Sea through the South Rifain Corridor was stopped. This local event contributed to the establishment of the particular conditions of the Messinian salinity crisis. 1 Laboratoire de Micropaléontologie, Département de Géologie sédimentaire, Université Pierre et Marie Curie et CNRS (FRE 2400), T. 15/25, E. 4, C.104, 4 place Jussieu, 75252, Paris cedex 05, France. Manuscrit déposé le 6 mai 2002 ; accepté après révision le 16 octobre 2002.

178 D. DAYJA ET G. BIGNOT INTRODUCTION Le bassin de Guercif, vaste plaine située à l est de Taza, forme le prolongement oriental du Corridor sud-rifain, au delà de la zone d étranglement du col de Touaher. Il est limité au nord par les massifs de Mazgout, au nord-ouest par le complexe prérifain, et au sud par le Moyen Atlas (fig. 1). Il a fait ces dernières années l objet de plusieurs travaux d ordre stratigraphique et tectonique [Benzaquen, 1965 ; Coletta, 1977 ; Morel, 1989 ; Bernini et al., 1992 ; Bernini et al., 1994 ; Bernini et al., 1999 ; Bernini et al., 2000 ; Gelati et al., 2000], et palynologique [Bachiri Taoufiq et Barhoun, 2001]. Par ailleurs, le cadre bio et magnétostratigraphique a été établi par Wernli [1988], précisé par Krijgsman et al. [1999], et Krijgsman et Langereis [2000]. Après avoir replacé les sédiments néogènes traversés par le forage MSD1 dans la succession des bioévénements de Sierro et al. [1993], il est proposé, dans le présent travail, de quantifier l évolution paléobathymétrique et paléohydrologique telle qu elle apparaît au travers de la succession des associations de foraminifères benthiques et planctoniques. FORAGE MSD1 : SITUATION GÉOLOGIQUE ET DESCRIPTION LITHOSTRATIGRAPHIQUE Le bassin de Guercif est remblayé par d épaisses séries néogènes atteignant jusqu à 1 800 m d épaisseur [Wernli, 1988], masquées le plus souvent par des formations continentales plio-quaternaires. Le forage MSD1 a été implanté en 1985 par l ONAREP (OfficeNationaldelaRechercheetdel ExploitationPétrolière au Maroc), ex. B R P M, à environ 13 km à l WNW de la ville de Guercif, afin de reconnaître le potentiel pétrolier de la série infra-nappes (fig. 2). Coordonnées : x = 677.478 / y = 406.722 / z = + 459 m. La série néogène traversée, épaisse de 1 223 m, repose sur un substratum calcaire daté du Jurassique supérieur (Kimméridgien). Elle comprend, du sommet à la base, les unités suivantes (fig. 3) : de 0 à 282 m : conglomérats formés de galets, de graviers et de sables, alternant avec des bancs gréseux ; de 282 à 750 m : marnes grises, s enrichissant en apports détritiques, et devenant progressivement sableuses avec des intercalations finement gréseuses à ciment carbonaté ; de 750 à 1 223 m : marnes parfois très argileuses, de couleur grise, avec de fines intercalations de grès fin gris-blanchâtre. Dans les échantillons prélevés à 1 102 et 1 048 m, le résidu de lavage montre de nombreux grains de quartz et des micas noirs, probablement en liaison avec les éruptions volcaniques de cette époque [Wernli, 1988]. MÉTHODE D ÉTUDE Pour chaque échantillon, environ 0,5 kg de sédiment est laissé dans l eau jusqu à désagrégation, puis lavé sous un jet d eau relativement puissant, et tamisé sur une colonne comprenant trois tamis avec des mailles de 63, 100 et 250 µm. La fraction de granulométrie inférieure à 60 µm a été délaissée. Après séchage à une température ne dépassant pas 80 o C, le résidu obtenu est examiné à la loupe binoculaire. L étude biostratigraphique a été basée, après la détermination des espèces, sur l analyse quantitative d environ 100 Globorotalia pour calculer le pourcentage relatif des Globorotalia carénées par rapport aux non carénées, en suivant la méthode d étude de Sierro et al. [1993]. Pour les foraminifères benthiques, environ 300 individus ont été comptés et les résultats sont exprimés en pourcentage. Les associations, dans les échantillons étudiés, sont déterminées à partir des espèces les plus représentées Moyen Atlas plissé Rif interne N ESPAGNE Rif central Prérif TANGER TETOUAN MEDITERRANEE Sédiments néogènes MELILLA ATLANTIQUE RABAT MESETA MAROCAINE MEKNES FES Col de Touaher TAZA MAZGOUT GUERCIF MOYEN ATLAS FIG. 1. Carte géologique simplifiée du nord du Maroc [modifiée d après Boccaletti et al., 1990] montrant la localisation du bassin de Guercif. FIG. 1. Simplified geologic map of northern Morocco [modified Boccaletti et al., 1990] indicating the location of the Guercif basin.

ÉVOLUTION PALÉOENVIRONNEMENTALE DU BASSIN DE GUERCIF 179 TAZA MSOUN Oued Msoun GUERCIF Melloulou SAFSAFAT Moulouya N Moyen Atlas Sédiments marins néogènes Sédiments intertidaux et continentaux néogènes Couverture plioquaternaire 0 5 10 km Forage MSD1 FIG. 2. Carte géologique du bassin de Guercif [modifiée d après Bernini et al., 1994] montrant la localisation du forage MSD1. FIG. 2. Geologic map of the Guercif basin [modified after Nernini et al., 1994] indicating the location of the MSD1 borehole. (> à 2 % du total des foraminifères benthiques) [Berggren et Haq, 1976]. L indice de pélagisme est exprimé en pourcentage d après le rapport (P/P+B), avec P : le nombre de foraminifères planctoniques, et B : le nombre de foraminifères benthiques. L indice de diversité α de Fisher a été calculé pour chaque échantillon en se basant sur les données de Murray [1973]. BIOSTRATIGRAPHIE La mise en évidence des événements biostratigraphiques selon Sierro et al. [1993] est une excellente méthode, permettant une corrélation à haute résolution entre les différents bassins méditerranéens et/ou extra-méditerranéens [Hilgen et Langereis, 1988 ; Sierro et al., 1993 ; Hodell et al., 1994 ; Krijgsman et al., 1995 ; Benson et Rakic El Bied, 1996 ; Hilgen et al., 2000]. L analyse des espèces des Globorotalia carénées et non carénées du forage MSD1 révèle des bioévénements [sensu Sierro et al., 1993], qui ont été calibrés par Hilgen et al. [1995] sur l échelle de polarité géomagnétique valable pour les bassins du pourtour méditerranéen (fig. 3). Ces bioévénements se succèdent dans le forage comme suit, de bas en haut : l événement I, défini par la disparition ou la réduction du groupe I de G. menardii à enroulement senestre, se situe à -1 048 m et est corrélé au chron C3Br.3r avec un âge estimé 7,51 Ma (Tortonien supérieur) ; l événement II, marqué par la soudaine abondance du groupe II de G. menardii à enroulement dextre, se manifeste à -1 024 m et correspond au chron C3Br.2r avec un âge estimé à 7,35 Ma (Tortonien supérieur) ; l événement III correspond au remplacement du groupe II de G. menardii par le plexus de G. miotumida, et se situe à -798 m. Il coïncide avec l intervalle du renversement de la polarité géomagnétique C3Br.1r., avec un âge estimé à 7,24 Ma (limite Tortonien-Messinien) ; l événement V, indiqué par la réduction ou la disparition du plexus de G. miotumida, a été repéré à -592 m (Messinien). De -498 à -402 m, les échantillons n ont révélé que de rares individus, généralement mal conservés, de foraminifères planctoniques. Ainsi, de la base au sommet du forage MSD1, 4 événements biostratigraphiques conduisent à dater avec précision les sédiments du bassin de Guercif et à les placer dans le cadre biostratigraphique méditerranéen. Ces événements biostratigraphiques avaient déjà été reconnus dans ce même bassin à partir d autres coupes par Bernini et al. [1992], Krijgsman et al. [1999], ainsi que dans la région d Oujda, située au NE du bassin de Guercif, par Jadid et al. [1999]. ASSOCIATIONS ET INTERPRÉTATION DES PALÉOENVIRONNEMENTS La dépendance des foraminifères benthiques à la nature des fonds marins, ainsi que leur sensibilité aux plus légères variations de certains facteurs abiotiques (température, salinité, lumière, teneur en oxygène, etc.), en font de très bons

180 D. DAYJA ET G. BIGNOT Lithologie Variation des assemblages des Globorotalia carénées Evénements biostratigraphiques Polarité (Hilgen et al. 1995) Ages (Ma) Echantillons Chronostratigraphie 5 C3n.4n Conglomérats de galets, de graviers et de sables alternant avec des bancs gréseux 150 200 256 5.5 282m 402 C3An.1n 6 Marnes sableuses à fines passées de grès fin gris-blanchâtre 750m Marnes tendres à passées de grés fin gris-blanchâtre 100m 452 498 592 702 798 898 950 1000 1024 1048 1102 V III II I réduction Gr. G. miotumida Gr. G. miotumida Gr. II. G. menardii abondance Gr. II. G. menardii réduction Gr. I. G. menardii C3An.2n C3Bn C3Br.1n C3Br.2n C4n.1n C4n.2n 6.5 7 7.5 8? Tortonien Messinien 1223m 50 Substratum calcaire 0 1148 1218 0 20 40 60 80 100 % du groupe I de G. menardii 0 20 40 60 80 100 % du groupe II de G. menardii 0 20 40 60 80 100 % du groupe de G. miotumida C4r.1n 8.5 KIMMERIDGIEN FIG. 3. Variation des associations des Globorotalia et événements biostratigraphiques du forage MSD1. FIG. 3. Variation in the assemblages of Globorotalia and biostratigraphic events in the MSD1 borehole. indicateurs des environnements [Boltowskoy et Wright, 1976 ; Murray, 1991]. Les espèces benthiques rencontrées dans le forage sont toutes encore présentes dans les mers actuelles, et nous admettons que leurs distributions étaient contrôlées par les facteurs abiotiques de la même manière au cours du Néogène qu actuellement. C est en s appuyant sur cette permanence écologique des espèces au cours des 8 derniers Ma que nous tenterons d établir, à partir du forage MSD1, une première esquisse des paléomilieux sédimentaires marins successifs et des masses d eaux qui les surmontaient. L étude quantitative des espèces trouvées dans les sédiments néogènes du forage MSD1 conduit à reconnaître des associations caractéristiques (espèces à fréquence à > 2 % du total de foraminifères benthiques) qui vont permettre de quantifier les profondeurs des paléoenvironnements. Cellesci, par une méthode équivalente, seront confrontées aux profondeurs fournies par les indices de pélagisme et de diversité α de Fisher [Murray, 1973]. Il est également possible, à partir des mêmes associations, d établir quelquesuns des caractères hydrologiques (température, salinité, teneur en oxygène) des milieux correspondants. Dans le forage MSD1, les foraminifères benthiques sont abondants et diversifiés. 111 espèces réparties en 55 genres ont été déterminées. Leur analyse quantitative met en évidence 3 associations, caractéristiques chacune d un paléoenvironnement différent (fig. 4).

ÉVOLUTION PALÉOENVIRONNEMENTALE DU BASSIN DE GUERCIF 181 Argiles à argiles calcaires grises (de -1 218 à -798 m) Associations des foraminifères benthiques 105 espèces, réparties en 50 genres, ont été identifiées. L indice de diversité α, élevé, est compris entre 16 et 23. Les foraminifères planctoniques sont très abondants. L indice de pélagisme varie entre 72 % et 86 %. La série des argiles à argiles calcaires grises est caractérisée par une association de foraminifères benthiques, où abondent à la fois des espèces épibathyales, à savoir : Cibicidoides pachyderma, Planulina ariminensis, Heterolepa floridana, Textularia mexicana, Uvigerina longistriata, Heterolepa dutemplei, Sphaeroidina bulloides [Berggren et Haq, 1976 ; Wright, 1978 ; Poag, 1981 ; Mathieu, 1986 ; Van Morkhoven et al., 1986 ; Murray, 1991] et des espèces méso à infrabathyales : Cyclammina cancellata, C. sp.1, Anomalinoides helicinus, Gyroidinoides soldanii, Martinottiella communis, Recurvoides sp., Melonis pompilioides [Berggren et Haq, 1976 ; Pflum et Frerichs, 1976 ; Ingle et al., 1980 ; Van Morkhoven et al., 1986 ; Murray, 1991 ; De Rijk et al., 1999]. La fréquence de ces espèces dans cette formation (de -1 218 à -798 m) est variable. En effet, depuis la base jusqu à -1 102 m et entre -950 et -798 m, les taxons suivants dominent, mais à des pourcentages variables : Cibicidoides pachyderma, Anomalinoides helicinus, Planulina ariminensis, Gyroidinoides soldanii, Heterolepa floridana, Textularia mexicana, Melonis pompilioides, Uvigerina longistriata, Heterolepa dutemplei sur le reste. En revanche, vers le milieu de cette formation entre -1048 et -950 m, les espèces de Cyclammina, Recurvoides et Martinottiella présentent une fréquence plus importante que les autres. Interprétation des paléoenvironnements Depuis la base jusqu à -1 102 m, les sédiments sont marqués par l abondance des espèces épifaunes mésobathyales FIG. 4. Indice de diversité, indice de pélagisme, estimations paléobathymétriques et caractéristiques des masses d eaux du forage MSD1. FIG. 4. Diversity indice, P/P+B ratio, paleobathymetry estimations and water masses caracteristics for the MSD1 borehole.

182 D. DAYJA ET G. BIGNOT et épibathyales [Corliss et Chen, 1988], en relation avec des conditions normales d oxygénation et de salinité [Lutze, 1978 ; Van der Zwaan, 1982 ; Corliss, 1985 ; Bernhard, 1986 ; Mathieu, 1986 ; Murray, 1991 ; Kaiho, 1994], et vivant dans des masses d eaux tempérées fraîches [Mathieu, 1986 ; Murray, 1991]. Ces taxons caractérisent les environnements épibathyaux inférieurs, dont la profondeur peut être estimée entre ~500 et ~600 m. Vers le milieu de la série (de -1 048 à -950 m), on assiste à une grande prolifération des Cyclammina cancellata, C. sp.1, Recurvoides sp. et Martinottiella communis, qui sont associées à quelques espèces profondes épibathyales à mésobathyales, à savoir Anomalinoides helicinus, Cibicidoides pachyderma, Melonis pompilioides, Gyroidinoides soldanii et Sphaeroidina bulloides. Les trois derniers taxons sont considérés comme tolérant des conditions légèrement dysoxiques [Jonkers, 1984 ; Meckensen et al., 1983 ; Kaiho, 1994 ; Loubère, 1994, 1996]. Actuellement, Cyclammina et Recurvoides vivent dans des environnements eutrophiques à forte concentration de CO 2 dissous et de matières organiques [Moorkens, 1984]. Ces espèces n exigent que peu d oxygène pour vivre [Sigal, 1952]. Selon Theyer [1971], Cyclammina cancellata prolifère et atteint sa taille maximale dans les zones à oxygène minimum au large du Pérou-Chili. Ces espèces vivent dans les eaux profondes des milieux épibathyaux inférieurs à infrabathyaux, tempérés froids et légèrement sous salés [Phleger, 1951 ; Ingle et al., 1980 ; Murray, 1991]. Par ailleurs, la diminution du groupe I de G. menardii (événement I, avec un âge estimé à 7,51 Ma) et l abondance du groupe II de G. menardii (événement II, avec un âge estimé à 7,35) entre -1 048 et -950 m, indiquent un changement climatique dû à une augmentation de la température des eaux de surface [Sierro et al., 1993 ; Hodell et al., 1994 ; Kouwenhoven et al., 1999 ; Bachiri Taoufiq et Barhoun, 2001]. La présence simultanée, entre ~7,5 et ~7,3 Ma, d espèces épipélagiques et tropicales d eaux superficielles et d espèces endofauniques, d eaux tempérées froides dysoxiques, suggère une stratification des eaux due à un ralentissement de la circulation verticale, et donc une diminution du renouvellement des eaux des fonds. La stratification des eaux a été également remarquée en Méditerranée entre ~7,6 et ~7,29 Ma, par Kouwenhoven et al. [1999], et dans les sédiments messiniens pré-évaporitiques du bassin de Sorbas au SE de l Espagne par Sierro et al. ([1999], Vazquez et al. [2000] et Goubert et al. [2001]. Ainsi, dans le forage MSD1, entre -1 048 et -950 m, les sédiments se sont mis en place dans un environnement dysoxique. L absence de matières organiques dans les sédiments qui ne sont pas sombres et l excellente conservation des tests de foraminifères planctoniques suggèrent que la dysoxie a été limitée. L abondance relative des foraminifères planctoniques dans ces sédiments indique des eaux superficielles oxygénées. Il s est ainsi établi une stratification hydrique, avec en surface des eaux relativement chaudes et oxygénées, et en profondeur des eaux tempérées froides et dysoxiques. L abondance vers le sommet de la série (de -950 à -798 m), d espèces épifaunes de l étage épibathyal Cibicidoides pachyderma, Planulina ariminensis, Heterolepa floridana, Uvigerina longistriata, Heterolepa dutemplei, par rapport à Anomalinoides helicinus, Melonis pompilioides, Gyroidinoides soldanii, Cyclammina cancellata et Recurvoides sp., suggère une profondeur de ~400 à ~600 m, avec un retour progressif à des conditions normales d oxygénation et de salinité [Lutze, 1978 ; Van der Zwaan, 1982 ; Corliss, 1985 ; Bernard, 1986 ; Mathieu, 1986 ; Murray, 1991 ; Kaiho, 1994]. L ensemble de ces données indique que la sédimentation des argiles à argiles calcaires grises (de -1218 à -798) s est effectuée dans un premier temps (de la base jusqu à -1 102 m) en milieu épibathyal inférieur (entre ~500 et ~600 m), dans des conditions normales d oxygénation et de salinité, puis dans un deuxième temps (de -1048 à -950 m) en milieu épibathyal inférieur à mésobathyal (entre ~500 et ~800 m), dans des conditions dysoxiques et relativement froides avec une légère tendance à l hyposalinité dans les fonds, et se terminant, enfin, dans un troisième temps (de -950 à -798 m), par à un retour à des milieux épibathyaux moins profonds (entre ~400 et ~600 m), avec des conditions normales d oxygénation et de salinité. Base des marnes sableuses à fines passées de grès (de 702 à 592 m) Associations des foraminifères benthiques 28 espèces réparties en 19 genres ont été identifiées. Les foraminifères benthiques sont moins diversifiés que précédemment. L indice α de Fisher est compris entre 8 et 10. L indice de pélagisme varie de 30 à 40 %. Les espèces les plus représentées (> à 2 % du total de foraminifères benthiques) sont : Heterolepa floridana, Elphidium crispum, E. macellum, Nonion commune, Heterolepa dutemplei, Cibicidoides pachyderma, Textularia sagittula, Lenticulina cultrata, Lobatula lobatula, Ammonia beccarii, Textularia deperdita. Interprétation des paléoenvironnements Une comparaison entre cette association et celle des sédiments sous-jacents paraît nécessaire pour en déduire quelques remarques paléobathymétriques. On constate : 1) une diminution de l abondance (< à 2 % du total de foraminifères benthiques), voire une disparition, des espèces méso à infrabathyales qui appartiennent à la première association (Cyclammina cancellata, C. sp.1, Anomalinoides helicinus, Gyroidinoides soldanii, Recurvoides sp., Melonis pompilioides) ; 2) le maintien de l abondance des espèces de la zone épibathyale, aux eaux tempérées, très présentes dans la zone circalittorale, à savoir Heterolepa dutemplei et Heterolepa floridana [Berggren et Haq, 1976 ; Poag, 1981 ; Van Morkhoven et al., 1986]. 3) l augmentation de l abondance des espèces caractéristiques de la zone circalittorale, aux eaux tempérées chaudes, à savoir : Textularia sagittula, Nonion commune, Elphidium crispum et Elphidium macellum [Pujos-Lamy, 1973 ; Wright, 1978 ; Blanc-Vernet et al., 1983 ; Mathieu, 1986 ; Jorissen, 1987 ; Murray, 1991] ; 4) la diminution de l indice de pélagisme et de diversité α de Fisher.

ÉVOLUTION PALÉOENVIRONNEMENTALE DU BASSIN DE GUERCIF 183 Les représentants de cette association caractérisent le domaine circalittoral, entre environ 100 et 200 m de profondeur [Pujos-Lamy, 1973 ; Wright, 1978 ; Poag, 1981 ; Van de Poel, 1992]. La conclusion est en accord avec les données fournies par les indices de pélagisme et de diversité. L apparition des espèces épiphytiques, oxiques, des eaux tempérées chaudes telles que Elphidium crispum et Elphidium macellum [Mathieu, 1986 ; Murray, 1991 ; Langer, 1988 ; Langer, 1993 ; Langer et al., 1998], ainsi que le maintien des espèces épifauniques (Heterolepa floridana, Heterolepa dutemplei et Cibicidoides pachyderma), indiquent des conditions normales d oxygénation et de salinité [Van der Zwaan, 1982 ; Corliss, 1985 ; Bernard, 1986 ; Mathieu, 1986 ; Murray, 1991 ; Kaiho, 1994]. Cette rapide diminution de la bathymétrie, survenue juste après la limite tortonien-messinien, a été également remarquée par Krijgsman et al. [1999], qui se sont appuyés sur les seuls résultats de l indice de pélagisme. Sommet des marnes sableuses à fines passées de grès (de -498 à -402 m) Associations des foraminifères benthiques L abondance des espèces benthiques diminue progressivement et devient peu diversifiée. 12 espèces, réparties en 9 genres, ont été identifiées. L indice de diversité α est faible et compris entre 1 et 3. L indice de pélagisme varie de 7 à 9 %. Ammonia beccarii, Elphidium crispum, E. macellum, Nonion commune et Lobatula lobatula sont les espèces les plus représentatives de cette formation. Interprétation des paléoenvironnements Elphidium crispum, E. macellum, Lobatula lobatula, considérées comme des taxons épiphytes et oxiques [Langer, 1988 ; Langer, 1993 ; Langer et al., 1998], et Nonion commune sont caractéristiques de la plate-forme interne et externe [Mathieu, 1986 ; Murray, 1991 ; Wright, 1978]. En revanche, Ammonia beccarii, espèce la plus abondante, et dont la fréquence varie de 61 % à 69 %, est caractéristique de la plate-forme interne [Blanc-Vernet et al., 1983 ; Mathieu, 1986 ; Jorissen, 1987] sous des conditions variables d oxygénation et de salinité [Murray, 1991 ; Van de Poel, 1992]. Les espèces formant l association, ainsi que la faible valeur des indices de pélagisme et de diversité indiquent que les marnes sableuses grises se sont déposées dans la zone infralittorale, entre 0 et ~30 m de profondeur [Mathieu, 1986 ; Van de Poel, 1992]. ÉVOLUTION PALÉOENVIRONNEMENTALE Le remplacement successif des associations de foraminifères benthiques jalonne les variations paléobathymétriques, depuis la base jusqu au sommet de la série. Après les premiers dépôts transgressifs tortoniens datés d environ 8 Ma [Krijgsman et al., 1999], la sédimentation s opère dans plusieurs environnements successifs. De bas en haut : épibathyal inférieur, avec une profondeur comprise entre ~500 et ~600 m (de -1 218 à -1 102 m) ; épibathyal inférieur à mésobathyal, aux eaux dysoxiques, de profondeur atteignant ~800 m (de -1 048 à -950 m) ; épibathyal, avec une bathymétrie variant entre -400 et -600 m (de 1 048 à 950 m), caractérisé par un retour progressif aux conditions normales d oxygénation et de salinité ; circalittoral, de profondeur comprise entre ~100 et ~200 m dans des eaux tempérées à tempérées chaudes, oxygénées et à salinité normale (de -702 à -592 m) ; infralittoral, avec une bathymétrie variant entre 0 et ~30 m (de -498 à -402 m). La valeur décroissante de l indice de pélagisme, de 80 % à 40 % puis à 9 % et celle de l indice de diversité α de Fisher, de 23 à 10 puis 1, confirme cette évolution. La coupe se termine par des dépôts conglomératiques où nous n avons rencontré aucun foraminifère. Il s agit probablement d un environnement continental. La base de ces dépôts est datée par Krijgsman et al. [1999], à partir d arguments paléomagnétiques, du Messinien supérieur (vers 6 Ma). CONCLUSION L analyse des données biostratigraphiques et paléoenvironnementales indique les étapes de l émersion du bassin de Guercif. C est d abord un milieu bathyal profond avec un épisode, entre ~7,5 et ~7,3 Ma, de dysoxie et de stratification des eaux durant le Tortonien supérieur, qui, à partir de la fin du Tortonien, connaît une rapide diminution de sa bathymétrie. Après la limite tortonien-messinien (7,24 Ma), ce milieu devient circalittoral (~100 à ~200 m) puis infralittoral (0 à ~30 m), jusqu à son émersion au Messinien supérieur, vers 6 Ma. Cette émersion rapide est à mettre en relation avec l action conjuguée : 1) d un comblement, accéléré par de puissants apports terrigènes provenant de l arrière-pays [Krijgsman et Langereis, 2000] ; 2) d un événement tectonique, à effet spectaculaire de surélévation [Morel, 1989 ; Bernini et al., 2000] ; 3) de la baisse du niveau marin, en rapport avec l eustatisme [Haq et al., 1987] et l augmentation du volume de la glace globale [Hodell et al., 1994]. Ainsi, les premières tendances vers l interruption des interconnections entre l Atlantique et la Méditerranée sont repérables au niveau du bassin de Guercif. L arrêt définitif des communications par le biais du Corridor sud-rifain contribue à l installation des conditions qui mèneront à la crise de salinité de la Méditerranée, dont témoignent les sédiments évaporitiques du Messinien [Hsü et al., 1973]. Remerciements. Nous remercions vivement M. Dakki et M. Demnati de l ONAREP de nous avoir confié les échantillons du forage MSD1. Les rapporteurs S. Iaccarino et R. Wernli ont permis, par leurs remarques, une amélioration de cet article.

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